論文の概要: Quantum control landscape for ultrafast generation of single-qubit phase
shift quantum gates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.12699v2
- Date: Tue, 27 Apr 2021 16:31:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-02 08:51:35.720117
- Title: Quantum control landscape for ultrafast generation of single-qubit phase
shift quantum gates
- Title（参考訳）: 単一量子ビット位相シフト量子ゲートの超高速生成のための量子制御
- Authors: Boris O. Volkov, Oleg V. Morzhin and Alexander N. Pechen
- Abstract要約: 単一量子ビット位相シフト量子ゲートの超高速制御問題を考える。
大域的最適制御は、最大忠実度でゲートを実現する制御である。
Trapは、ローカルにのみ最適だが、グローバルにはないコントロールである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this work, we consider the problem of ultrafast controlled generation of
single-qubit phase shift quantum gates. Globally optimal control is a control
which realizes the gate with maximal possible fidelity. Trap is a control which
is optimal only locally but not globally. It was shown before that traps do not
exist for controlled generation of arbitrary single-qubit quantum gates for
sufficiently long times, as well as for fast control of quantum gates other
than phase shift gates. Ultrafast generation of phase-shift gates was missed in
the previous analysis. In this work we show, combining analytical and numerical
optimization methods such as Gradient Ascent Pulse Engineering (GRAPE),
differential evolution, and dual annealing, that control landscape for
ultrafast generation of phase shift gates is also free of traps. Mathematical
analysis of quantum control landscapes, which aims to prove either absence or
existence of traps for quantum control objective functionals, is an important
topic in quantum control. In this work, we provide a rigorous analysis of
quantum control landscapes for ultrafast generation of single-qubit quantum
gates and show, combining analytical methods based on a sophisticated analysis
of spectrum of the Hessian, and numerical optimization methods such as Gradient
Ascent Pulse Engineering (GRAPE), differential evolution, and dual annealing,
that control landscape for ultrafast generation of phase shift gates is free of
traps.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、単一量子ビット位相シフト量子ゲートの超高速制御問題について考察する。
グローバル最適制御は、最大忠実度を持つゲートを実現する制御である。
Trapは、ローカルにのみ最適だが、グローバルにはないコントロールである。
前述したように、位相シフトゲート以外の量子ゲートの高速制御と同様に、任意の単一量子ビット量子ゲートの制御された生成にはトラップが存在しない。
相シフトゲートの超高速発生は前回の解析では見逃されていた。
本研究では,勾配上昇パルス工学 (grape) や微分進化,デュアルアニーリングなどの解析的および数値的最適化手法を組み合わせることで,位相シフトゲートの超高速生成を制御できる手法を提案する。
量子制御対象関数に対するトラップの有無の証明を目的とした量子制御ランドスケープの数学的解析は、量子制御において重要なトピックである。
本研究では,単一量子ビット量子ゲートの超高速発生のための量子制御ランドスケープの厳密な解析と,ヘッシアンスペクトルの高精度解析に基づく解析手法と,勾配上昇パルス工学(grape),微分進化(diffial evolution),デュアルアニーリング(dual annealing)などの数値最適化手法を組み合わせることにより,位相シフトゲートの超高速生成のランドスケープを自由に制御できることを示す。
関連論文リスト
- Quantum control landscape for generation of $H$ and $T$ gates in an open
qubit with both coherent and environmental drive [57.70351255180495]
量子計算における重要な問題は、ハダマール (H$) や$pi/8$ (T$) のような単一量子ビットの量子ゲートの生成である。
ここでは、コヒーレント制御と環境を用いた$H$および$T$ゲートの最適生成の問題を、非コヒーレント制御によりキュービットに作用する資源として検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-05T09:05:27Z) - Quantum Gate Generation in Two-Level Open Quantum Systems by Coherent
and Incoherent Photons Found with Gradient Search [77.34726150561087]
我々は、非コヒーレント光子によって形成される環境を、非コヒーレント制御によるオープン量子系制御の資源とみなす。
我々は、ハミルトニアンにおけるコヒーレント制御と、時間依存デコヒーレンス率を誘導する散逸器における非コヒーレント制御を利用する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-28T07:36:02Z) - Time-optimal universal quantum gates on superconducting circuits [1.5512702032483539]
超伝導量子ビット上の普遍的な量子ゲートを2次元2乗格子構成で実現する手法を提案する。
強調誤りの影響を低減するため,デコヒーレンスフリーな部分空間符号化も実装に取り入れた。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-09T13:41:56Z) - Multi-squeezed state generation and universal bosonic control via a
driven quantum Rabi model [68.8204255655161]
ボゾン自由度に対する普遍的な制御は、量子ベース技術の探求において鍵となる。
ここでは、駆動量子ラビモデルを介して、ボソニックモードの興味と相互作用する単一の補助的な2レベルシステムを考える。
ガウス門と非ガウス門の大きな類を決定論的に実現することは十分であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-16T14:18:53Z) - On optimization of coherent and incoherent controls for two-level
quantum systems [77.34726150561087]
本稿では、閉かつオープンな2レベル量子系の制御問題について考察する。
閉系の力学は、コヒーレント制御を持つシュリンガー方程式によって支配される。
開系の力学はゴリーニ=コサコフスキー=スダルシャン=リンドブラッドのマスター方程式によって支配される。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-05T09:08:03Z) - Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。
3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z) - Ultrafast Holonomic Quantum Gates [4.354697470999286]
本稿では,$Delta$型3レベルシステム上でのデチュード相互作用を用いた非線形ホロノミック量子スキームを提案する。
シミュレーションにより,ゲートのロバスト性も従来よりも強いことがわかった。
本稿では,デコヒーレンスフリー部分空間符号化を用いた超伝導量子回路の実装について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-03T14:31:38Z) - High-fidelity geometric quantum gates with short paths on
superconducting circuits [5.666193021459319]
本稿では, 簡単なパルス制御手法を用いて, 短経路の非断熱的幾何学的量子ゲートを実現する手法を提案する。
具体的には、実用的な量子コンピュータを実現する上で最も有望なプラットフォームの一つである超伝導量子回路について説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-02-06T10:13:05Z) - High-fidelity software-defined quantum logic on a superconducting qudit [23.29920768537117]
現代の固体量子プロセッサは、離散量子ビット演算(ゲート)による量子計算にアプローチする
原則として、このアプローチは非常に柔軟であり、各アプリケーションのための特定の制御プロトコルの開発を必要とせずに、キュービットのヒルベルト空間を完全に制御できる。
量子ハードウェア上の現在のエラーレートは、(複雑なエラーレートで)一緒にベッドし、存続できるプリミティブゲートの数に厳しい制限を課す。
ここでは、プリミティブゲートセットに依存しないソフトウェア定義の$0leftarrow2$ SWAPゲートの実装への取り組みを報告し、平均ゲート忠実度を99.4ドルとする。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-27T05:12:51Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。